6.5. Защитные ограждения

К защитным относятся следующие виды ограждений:

• ограждения, предназначенные не допустить человека в опасную зону;

• ограждения для защиты человека от опасных выделений (выбросов, осколков, стружки и т.д.).

Основные требования к ограждениям:

• соответствие размеров ограждения размерам зоны;

• прочность ограждений должна соответствовать возможным нагрузкам.

Ограждения бывают стационарными, подвижными, открывающимися на время вспомогательных операций, когда отсутствует опасность. Вращающиеся части станков закрываются глухими кожухами, прикрепленными к станку. Кожухи на сменных зубчатых передачах делаются откидными. Передачи (цепные, зубчатые и др.), расположенные вне корпуса станка, оборудуются ограждением.

Зона обработки ограждается экранами для защиты работающих от разлетающейся стружки. Защитные устройства, удаляемые при смене инструмента, детали и т.п., должны иметь массу не более 6 кг, а крепление не требовать применения ключей, отверток. Усилие перемещения защитного устройства не должно превышать 40 Н.

Ограждения выполняются в виде сварных или литых кожухов, сплошных экранов (щитков), решеток. Размер ячеек решеток определяется зависимостью

,

где b – расстояние от ограждения до опасной зоны, мм. При необходимости наблюдать за процессом обработки ограждение снабжают смотровым окном.

6.6. Предохранительные защитные средства

Предохранительные устройства предназначены для отключения машин при отклонении какого-либо параметра за допустимые пределы величин в целях предупреждения опасности для работающего. В зависимости от характера опасного фактора различают предохранительные устройства, защищающие от выхода за установленные предельные значения:

• величины рабочего давления;

• величины электрического тока, напряжения и другие параметры электроустановки;

• скорости движения;

• величины перемещения;

• загазованности производственной атмосферы;

• величины веса;

• величины передаваемого усилия;

• величины температуры.

Для защиты машин от избыточного давленияиспользуют предохранительные клапана, разрывные мембраны.

Предохранительные клапаны прямого действия (рис. 125) пружинные, рычажно-грузовые различают по высоте подъема золотника (малого, среднего и большого подъема золотника). Основной характеристикой предохранительного клапана служит расход газа (жидкости) через клапан G(кг/с):

,

где α и F – коэффициент расхода и площадь сечения клапана, м²; ρ– плотность среды перед клапаном, кг/м³; В – табличный коэффициент; ρ₁ и ρ₂ – абсолютное давление перед и за клапаном, Па.

Рис. 125. Предохранительные клапаны прямого действия: а – магнитнопружинный клапан; б – клапан пружинный с эжекторным устройством; в – клапан с дифференциальным поршнем

Обратные клапаны пропускают газ (жидкость) в одном направлении и предохраняют движение газа (жидкости) в обратном направлении.

Рис. 126. Обратный клапан: 1 – пружина; 2 – крышка; 3 – корпус; 4 – золотник

На рисунке 126 приведен обратный предохранительный клапан.

Защита аппаратов от разрушения при аварийном росте давления (взрыве) обеспечивается предохранительными мембранами, изготовленными из металла (алюминий, сталь и др.) (рис. 127).

Проходное сечение F мембраны определяется с учетом объема газов V_r, подлежащих сбросу за время τ:

,

где ω – скорость истечения продукта; τ– время достижения максимального давления.

Рис. 127. Схемы предохранительных мембран: а) разрывная: 1 – фланцы; 2 – мембрана; 3 – верхнее пружинное кольцо; 4 – нижнее прижимное кольцо; б) выщелкивающая: 1 – фланцы; 2 – кольцо; 3 – мембрана; 4 – припой; в) отрывная

Защитное отключение электроустановки – это система обеспечения безопасности путем автоматического отключения электроустановки при возникновении аварийной ситуации (повреждений), вызывающей опасность поражения людей.

Такими опасными отклонениями являются: снижение сопротивления изоляции, замыкание на землю и др.

Защитными средствами от опасных отклонений величин скорости и перемещений механизмов служат тормозные устройства. Их классифицируют:

• по конструкции: ленточные, колодочные, дисковые, грузоупорные, центробежные;

• по назначению: спускные, стопорные, регуляторы скорости;

• по характеру действия: автоматические, управляемые, разомкнутые, замкнутые;

• по приводу: электрические, гидравлические, пневматические, механические.

Рис. 128. Ловители кабины лифта при разрыве каната: 1 – клинья с рычагами; 2 – вспомогательные канаты; 3 – пружины, отжимающие клинья от направляющей

В грузоподъемных машинах используются спускные тормоза для торможения и остановки груза. Стопорные тормоза обеспечивают удержание груза, машины в заданном положении, остановку оборудования. Регуляторы скорости позволяют поддерживать заданную скорость вращения валов машин, скорость перемещения груза. Автоматические тормоза срабатывают при отклонении величины скорости (вращения, спуска), величины натяжения каната. Торможение возникает под воздействием поднятого груза в грузоподъемных тормозах или при возрастании центробежной силы при увеличении оборотов двигателя. Падение усилия натяжения при обрыве грузонесущего каната приводит к срабатыванию ловителей, удерживающих кабину подъемника (рис. 128).

Характеристикой тормозов является коэффициент запаса торможения, который определяется отношением момента, создаваемого тормозом, к статическому моменту на тормозном валу от наибольшего рабочего груза. Величина коэффициента запаса торможения принимается с учетом режима и ответственности работы, рода привода.

Защита от загазованности производственных помещенийтоксичными и пожаро-взрывоопасными газами достигается с помощью устройств, которые при достижении опасной концентрации прекращают поступление на производственный участок опасного вещества.

Для этой цели вблизи оборудования устанавливаются стационарные газоанализаторы. При оценке концентрации используются различные методы:

• фотоколориметрический, на основе цветных реакций;

• термокондуктометрический, с использованием принципа измерения теплопроводности газовой смеси;

• оптический, по изменению оптических свойств анализируемого производственного воздуха.

В качестве контролируемого параметра, при котором срабатывает автоматическая защита, принимается концентрация взрывоопасных веществ в воздухе помещений. Автоматическая защитная система состоит из датчиков, логического устройства для оценки сигнала, усилителя сигналов, устройства сигнализации и исполнительного механизма для проведения необходимых переключений. В случае прекращения подачи электроэнергии и сжатого воздуха исполнительный механизм автоматической системы должен устанавливать регулирующие органы в положение, исключающее возникновение аварий.

Защиту машин от перегрузок(поднимаемого груза, передаваемого усилия) обеспечивают разнообразные ограничители грузоподъемности, введенные в кинематическую цепь, слабое звено.

Для ограничения грузоподъемности кранов и исключения их поломки и аварии используются ограничители грузоподъемности (рис. 129), отключающие подъемный механизм при превышении нормативного веса.

Использование слабого звена, которое разрушается при превышении номинальной нагрузки, исключает поломку машины. В качестве слабого звена применяются срезные штифты и шпонки на валах, передающих крутящие моменты. При избыточных крутящих моментах штифты и шпонки срезаются, чем предотвращают разрушение машины. Восстановление кинематической цепи осуществляется заменой срезанного штифта (шпонки). Фрикционные муфты при превышении нормативной величины крутящегося момента обеспечивают проскальзывание дисков, чем исключается поломка машины. При нормализации крутящего момента кинематическая цепь автоматически восстанавливается. На рис. 130, 131 представлены слабое звено и фрикционная муфта.

Защита от нарушения параметров теплового режима технологического процесса достигается с помощью тепловых реле (рис. 132). Тепловое реле отключает двигатель компрессора при превышении температуры сжатого воздуха, тем самым предотвращается взрыв в ресивере.
Рис. 129. Ограничитель грузоподъемности: 1 – шток; 2 – ролики; 3 – выключатель; 4 – рычаг выключателя	Рис. 130. Срезывающий предохранитель	Рис. 131. Предохранительная фрикционная муфта

а) б)

Рис. 132. Схемы тепловых реле: а) дилатометрическое реле: 1 – металлический корпус; 2 – кварцевый стержень; 3 – корпус; 4 – электрический контакт; б) термическое реле с «прыгающей» биметаллической шайбой: 1 – контакт; 2 – регулировочный винт; 3 – шайба